5. Обмен энергии при физическом и умственном труде.

Обмен энергии при физическом труде

При мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия.

Коэффициент полезного действия= механическая энергия/вся энергия, затраченная на работу *100%.

При физическом труде человека КПД колеблется от 16 до 25%, в среднем 20%. КПД изменяется в зависимости от ряда условий, например, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.

Затраты энергии тем больше, чем интенсивнее совершаемая организмом мышечная работа. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности=общие энергозатраты на все виды деятельности за сутки/основной обмен.

Значительные различия энергетической потребности в группах зависят от пола (у мужчин больше), возраста (снижаются после 40), степени активности отдыха и уровня коммунального обслуживания.

Обмен энергии при умственном труде

При умственном труде энергозатраты значительно ниже, чем при физическом. Трудные математические вычисления, работа с книгой и другие формы умственного труда, если он не сопровождается движением, вызывают ничтожное (2-3%) повышение затраты энергии по сравнению с полным покоем. Однако в большинстве случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, в особенности при эмоциональном возбуждении работающего (лектор, артист, писатель, оратор), поэтому и энергозатраты могут быть относительно большими. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызвать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11-19%.

6. Регуляция энергетического обмена.

1. Условно-рефлекторная регуляция- под влиянием коры большого мозга, например:

• У спортсмена в предстартовом состоянии (эмоциональное напряжение) резко увеличивается потребление О2, следовательно и энергообмен;

• Также происходит во время прихода на работу и при действии факторов рабочей обстановки у рабочих, деятельность которых связана с мышечными усилиями.

• Если испытуемому под гипнозом внушить, что он выполняет тяжелую мышечную работу, то обмен у него может значительно повысится, хотя в действительности он не производит никакой работы.

2. Гипоталамическая регуляция-регуляторные влияния, реализуются вегетативными нервами или гуморальным звеном за счет увеличения секреции гормонов щитовидной железы-тироксин, трийодтиронин, гормон мозгового вещества надпочечников-адреналин.

7. Прямая и непрямая калориметрия. Дыхательный коэффициент и калорический эквивалент кислорода.

Метод прямой калориметрии основан на непосредственном анализе количества выделяемого тепла лабораторным животным. То есть любой энергетический обмен сопровождается выделением тепла, а значит если определить сколько тепла выделяет тело теплокровного животного, то можно определить сколько тратится энергии. Для этого метода используется калориметры Этуотера-Бенедикта и Лихачева: специальная герметизированная камера, между стенами пропускаются трубы, в которых циркулирует вода. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла.

Поскольку каждый энергетическим обмена, сопровождается не только выделением тепла, но и выделением СО2 и Н2О, тратой О2 на расщепление питательных веществ. Поэтому, определив, сколько человек употребляет О2 и выделяет СО2, можно косвенно судить об уровне энергозатрат.

Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1л О2 носит название калорического эквивалента кислорода. Зная общее количество О2, использованное организмом, можно вычислить энергетические затраты только в том случае, если известно, какие вещества-белки, жиры или углеводы окислились в теле. Показателем этого служит:

Дыхательного коэффициента-отношение объема выделенного углекислого газа к объему потребленного кислорода. ДК=VCO2/VO2.

• ДК для углеводов=1,0

• ДК для белков=0,8

• ДК для жиров=0,7

Методы непрямой (косвенной) калориметрии-основаны на анализе газового состава. Выделяют:

• Полный газовый анализ-как потребленного О2, так и выделившегося СО2.

• Неполный газовый анализ-только потребление О2 с оценкой колориметрического эквивалента О2.

Для данного метода используются закрытые методы-в аппарате Ренью-Шатерникова или по Крогу, либо открытый метод-мешок Дугласа-Холдена, при котором в течение 10-15 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок из воздухонепроницаемой ткани, укрепляемый на спине обследуемого. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество О2 и СО2.